【摘要】：淺層地?zé)崮苁侵柑N(yùn)藏在地表以下200米以內(nèi),溫度低于25℃的熱能,可通過(guò)地源熱泵技術(shù)提取利用,是一種清潔的可再生能源,具有分布廣,儲(chǔ)量大,易開采的特點(diǎn)。地源熱泵作為高效節(jié)能的暖通空調(diào)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。隨著國(guó)家繼續(xù)推進(jìn)能源供應(yīng)體系深化改革,以及首次制定發(fā)布地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃,地源熱泵將進(jìn)入又一輪快速發(fā)展階段。如何科學(xué)合理的開發(fā)利用淺層地?zé)崮苁潜Ｕ腺Y源可持續(xù)利用的首要任務(wù)。河南省正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期,隨著城市建設(shè)速度加快和居民生活品質(zhì)的提高,建筑能源消費(fèi)呈逐年剛性增長(zhǎng)的趨勢(shì)。夏季空調(diào)制冷和冬季集中供暖在建筑能源消費(fèi)中所占比例較大,通過(guò)地源熱泵技術(shù)利用淺層地?zé)崮軐?shí)現(xiàn)室內(nèi)制冷和供暖,可以有效緩解建筑能源供應(yīng)壓力,降低常規(guī)能源消耗,同時(shí)減少污染物排放。本文研究了河南省城市淺層地?zé)崮艿馁Y源條件現(xiàn)狀,包括河南省淺層地?zé)崮芴卣骱统鞘袦\層地?zé)崮苓m宜性分區(qū)評(píng)價(jià)情況;其次,整理總結(jié)了較為全面的地源熱泵系統(tǒng)性能測(cè)試方法和應(yīng)用工程評(píng)價(jià)方法,本研究結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與分析,與傳統(tǒng)常規(guī)制冷供熱方案進(jìn)行對(duì)比,評(píng)價(jià)地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用案例項(xiàng)目的節(jié)能效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益;最后,對(duì)河南省淺層地?zé)崮芾矛F(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)分析,闡述目前存在的問(wèn)題,展望行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),并通過(guò)情景分析法研究了“十三五”期間河南省淺層地?zé)崮芾脻摿ΑＱ芯拷Y(jié)果表明,河南省淺層地?zé)崮苜Y源條件較為豐富,地下水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用適宜區(qū)主要分布在河南省中西部地區(qū)的黃淮海平原、山前傾斜平原、盆地和支流河谷地帶;地埋管熱泵系統(tǒng)應(yīng)用適宜區(qū)主要分布在河南省中東部地區(qū)的沖積、沖洪積平原。河南省某地源熱泵案例項(xiàng)目評(píng)價(jià)結(jié)果為:該系統(tǒng)夏季工況熱泵機(jī)組制冷能效比EER為5.51,系統(tǒng)制冷能效比EER為3.37,系統(tǒng)能效為3級(jí);冬季工況熱泵機(jī)組制熱性能系數(shù)COP為5.1,制熱性能系數(shù)COP為3.47,系統(tǒng)能效為2級(jí);每年常規(guī)能源替代量為133.75噸標(biāo)準(zhǔn)煤,每年可減少排放CO2 330.36噸,SO2 2.68噸,粉塵1.34噸,與常規(guī)供冷供熱方案相比,每年可節(jié)約成本89.69萬(wàn)元,整體運(yùn)行效果良好�；谇榫胺治鼋Y(jié)果,以目前建筑能耗強(qiáng)度和淺層地?zé)崮芾闷占奥实陌l(fā)展速度,2020年河南省建筑能耗總量約為7420萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,淺層地?zé)崮芾妹娣e約為6900萬(wàn)平方米。亟需政府強(qiáng)化可再生能源建筑應(yīng)用的政策強(qiáng)度,進(jìn)一步推廣應(yīng)用淺層地?zé)崮堋１疚牡难芯績(jī)?nèi)容有助于為河南省淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用和地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)提供參考依據(jù),便于政策制定者、行業(yè)管理者和市場(chǎng)從業(yè)者了解掌握河南省淺層地?zé)崮芾煤桶l(fā)展現(xiàn)狀,從而科學(xué)合理可持續(xù)地開發(fā)利用淺層地?zé)崮堋?br/>[Abstract]:Shallow geothermal energy is a kind of clean renewable energy which can be extracted and utilized by ground source heat pump (GSHP) technology. It is a kind of clean renewable energy with the characteristics of wide distribution, large reserves and easy exploitation. Ground source heat pump (GSHP) has been widely used in China as a high-efficiency energy-saving HVAC technology. With the further reform of the energy supply system and the promulgation of the 13th Five-Year Plan for the Development and Utilization of Geothermal Energy for the first time, the ground-source heat pump will enter another round of rapid development stage. How to develop and utilize shallow geothermal energy scientifically and reasonably is the primary task to ensure the sustainable utilization of resources. Henan Province is in the period of rapid economic development. With the acceleration of urban construction and the improvement of residents' quality of life, the energy consumption of construction is increasing rigidly year by year. Air conditioning in summer and central heating in winter account for a large proportion of building energy consumption. Using shallow geothermal energy to realize indoor refrigeration and heating through ground source heat pump technology can effectively alleviate the pressure of building energy supply and reduce the consumption of conventional energy. At the same time reduce the emission of pollutants. This paper studies the resource conditions of urban shallow geothermal energy in Henan Province, including the characteristics of shallow geothermal energy in Henan Province and the evaluation of the suitability of urban shallow geothermal energy. Secondly, The comprehensive performance test method and application engineering evaluation method of ground-source heat pump system are summarized. The data collection and analysis are combined with actual cases, and compared with the conventional refrigeration and heating scheme. To evaluate the energy saving benefit, environmental benefit and economic benefit of the application case of ground-source heat pump system; finally, summarize and analyze the current situation of shallow geothermal energy utilization in Henan Province, expound the existing problems, and prospect the future development trend of the industry. The utilization potential of shallow geothermal energy in Henan Province during the 13th Five-Year Plan period was studied by scenario analysis. The results show that the shallow geothermal energy resources are abundant in Henan Province, and the suitable area of groundwater source heat pump system is mainly distributed in the Huang-Huai Hai Plain, the Piedmont inclined Plain, the Basin and the tributaries Valley in the central and western part of Henan Province. The groundwater pipe heat pump system is mainly distributed in the alluvial and alluvial plain in the middle and eastern part of Henan Province. The evaluation results of a ground source heat pump project in Henan Province are as follows: the refrigeration energy efficiency ratio (EER) is 5.51, the refrigeration energy efficiency ratio (EER) is 3.37, and the system energy efficiency is grade 3; The heating performance coefficient (COP), heating performance coefficient (COP) and system energy efficiency of heat pump units under winter conditions are 5.1, 3.47 and 2 respectively, and the annual conventional energy replacement capacity of 133.75 tons of standard coal can reduce the annual emission of CO2 330.36 tons of so _ 2 2.68 tons and dust of 1.34 tons. Compared with the conventional cooling and heating scheme, the annual cost can be saved by 896900 yuan, and the overall operation effect is good. Based on the result of scenario analysis, the total building energy consumption of Henan Province in 2020 is about 74.2 million tons of standard coal, and the area of shallow geothermal energy utilization is about 69 million square meters, according to the current development speed of building energy consumption intensity and shallow geothermal energy utilization rate. It is urgent for the government to strengthen the policy intensity of renewable energy construction and further promote the application of shallow geothermal energy. The research content of this paper is helpful for the development and utilization of shallow geothermal energy in Henan Province and the comprehensive evaluation of the application of ground-source heat pump system, which is convenient for policy makers. Industry managers and market practitioners understand and grasp the current situation of utilization and development of shallow geothermal energy in Henan Province, so as to develop and utilize shallow geothermal energy scientifically, reasonably and sustainably.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P314;X24

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本文編號(hào)：2230236